Биосовместимые полимерные материалы широко исследуются и применяются в современной медицине. Внимание исследователей в этой области всё больше привлекает концепция “умных” полимеров, которые способны обратимо реагировать на незначительные изменения свойств среды, таких, как температура, кислотность, ионная сила, освещённость, присутствие в растворе определённых веществ. Разработка “умных” полимерных материалов стала возможной благодаря развитию методов живой и контролируемой полимеризации, позволяющих конструировать объекты со сложной архитектурой, а также комбинировать чувствительность полимеров к нескольким разным свойствам среды.
В частности, одно из рассматриваемых применений термочувствительных полимеров - системы доставки лекарственных препаратов с их контролируемым извлечением под действием температур, близких к физиологической температуре тела человека. Среди полимеров, обладающих термочувствительностью, хорошо известны поли^-алкилакриламид)ы и поли(этиленоксид), свойства которых подробно изучены. Кроме того, интенсивно исследуются термочувствительные поли(2-алкил-2-оксазолин)ы, которые могут быть получены живой катионной полимеризацией 2-алкил-2- оксазолинов. Было показано, что данные полимеры являются биосовместимыми, в связи с чем активно изучается возможность применения их в биотехнологии.
Представляет практический интерес возможность получения звездообразных полиоксазолинов с гидрофобным ядром, поскольку известно, что разветвлённые и звездообразные полимеры являются более эффективными комплексообразователями в сравнении с линейными полимерами. Эти соединения могли бы использоваться в системах доставки гидрофобных лекарственных препаратов с их селективным извлечением под действием температуры. Для синтеза полимеров такой структуры роль инициатора могут выполнять функционализированные каликсареновые макроциклы. Каликс[п]арены зарекомендовали себя, как эффективные комплексообразователи для ионов переходных металлов и низкомолекулярных органических соединений. Помимо этого, они нетоксичны и могут применяться in vivo в медицинских целях. Однако крайне низкая водорастворимость простых каликсаренов препятствует их использованию в биомедицинских приложениях. Присоединение амфифильных полимерных лучей к каликсареновым макроциклам могло бы решить проблему их экстремальной гидрофобности, а также реализовать полезные свойства обоих классов соединений.
Целью настоящей работы является получение нового типа звездообразных поли(2-алкил-2-оксазолин)ов, содержащих в качестве центра ветвления функционализированный по верхнему ободу каликс[8]арен, исследование их молекулярно-массовых характеристик и термочувствительности.
Выводы:
1. Синтезирован октафункциональный инициатор на основе каликс[8]арена, функционализированного сульфонилхлоридными группами по верхнему ободу. Показано, что данный инициатор может быть использован для синтеза звездообразных поли(2-оксазолин)ов.
2. Исследована кинетика полимеризации 2-этил-2-оксазолина на полученном макроинициаторе. Установлено, что процесс полимеризации протекает по механизму живых цепей с быстрым инициированием реакции.
3. На основе 2-этил- и 2-изопропил-2-оксазолинов синтезированы звездообразные гомо-, градиентный и блок-сополимеры, определены их молекулярно-массовые характеристики. Показано, что водные растворы полученных образцов полимеров претерпевают фазовый переход “клубок- глобула” в интервале температур 37-57°С в зависимости от строения лучей.
4. Установлено, что звездообразные поли(2-оксазолин)ы образуют водорастворимые комплексы с низкомолекулярными органическими соединениями.
[1] Gant, T.G. The chemistry of 2-oxazolines (1985-present) [Text] / T.G. Gant, A.I. Meyers // Tetrahedron V.50 №8 (1994) P.2297-2360
[2] Gabriel, S. Zur kenntniss des bromathylamins [der Text] / S. Gabriel // Berichte Der Dtsch. Chem. Gesellschaft. V.22 (1889) P.1139-1154
[3] Meyers, A.I. Oxazolines. IX. Synthesis of homologated acetic acids and esters [Text] / A.I. Meyers, D.L. Temple, R.L. Nolen, E.D. Mihelich // J. Org. Chem. V.39 №18 (1974) P.2778-2783
[4] Nishiyama, H. Chiral and C2-symmetrical bis(oxazolinylpyridine) rhodium(III) complexes: effective catalysts for asymmetric hydrosilylation of ketones [Text] / H. Nishiyama, H. Sakaguchi, T. Nakamura, M. Horihata, M. Kondo, K. Itoh // Organometallics V. 8 (1989) P.846-848
[5] Sakakura, A. Convergent total syntheses of fluvibactin and vibriobactin using molybdenum(VI) oxide-catalyzed dehydrative cyclization as a key step [Text] / A. Sakakura, S. Umemura, K. Ishihara // Chem. Commun. (2008) P.3561-3563
[6] Tomalia, D. A. Homopolymerization of 2-alkyl- and 2-aryl-2-oxazolines [Text] / D.A. Tomalia, D.P. Sheetz // J. Polym. Sci. Part A-1. V.4 (1966) P.2253-2265
[7] Kagiya, T. Ring-opening polymerization of 2-substituted 2-oxazolines [Text] / T. Kagiya, S. Narisawa, T. Maeda, K. Fukui // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Lett. V.4 (1966) P.441-445
[8] Seeliger, W. Recent syntheses and reactions of cyclic imidic esters [Text] / W. Seeliger, E.Aufderhaar, W.Diepers, R.Feinauer, R.Nehring, W.Thier, H.Hellmann // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. V.78 (1966) P.875-888
[9] Bassiri, T.G. Polymerization of cyclic imino ethers. I. Oxazolines [Text] / T.G. Bassiri A.J. Levy, M.H. Litt // J. of Polym. Sci. Part B: Polym. Lett. V.5 (1967) P.871-879
[10] Kagiya, T. Polymerization of 2-phenyl-2-oxazoline initiated by various oxazolinium salts of monomer with Bronsted acids [Text] / T. Kagiya, T. Matsuda // J. Macromol. Sci. Part A V.5 (1971) №8 P.1265-1271
[11] Saegusa, T. Isomerization polymerization of 2-oxazoline. II. Propagating species and mechanism of unsubstituted 2-oxazoline polymerization [Text] / T. Saegusa, H. Ikeda, H. Fuji // Polym. J. V.3 №2 (1972) P.176-180
[12] Saegusa, T. Isomerization polymerization of 2-oxazoline. VI. Kinetic study on the polymerization of 2-methyl-2-oxazoline initiated by methyl iodide [Text] / T. Saegusa H. Ikeda // Macromolecules V.6 №6 (1973) P.808-811
[13] Saegusa, T. Kinetics and mechanism of the isomerization polymerization of 2- methyl-2-oxazoline by benzyl chloride and bromide initiators. Effect of halogen counteranions [Text] / T. Saegusa, S. Kobayashi, A. Yamada // Macromol. Chem. V.177 (1976) P.2271-2283
[14] Saegusa, T. Isomerization polymerization of 2-oxazoline. V. Kinetic studies on the polymerization of 2-oxazoline [Text] / T. Saegusa, H. Ikeda, H. Fuji // Macromolecules V.6 №3 (1973) P.315-319
[15] Paulus, R.M. Acetyl halide initiator screening for the cationic ring-opening polymerization of 2-ethyl-2-oxazoline [Text] / R.M. Paulus, R. Becer, R. Hoogenboom, U.S. Schubert // Macromol. Chem. Phys. V.209 (2008) P.794-800
...